*§ 49—1. Понятие агроэкосистемы. Отличительные особенности агроэкосистем от природных экосистем
- Вспомните, откуда человек получает продукцию для своего существования.
- Как вы думаете? По каким критериям можно отличить искусственную экосистему от природной?
- Вы узнаете о структуре агроэкосистем, их отличительных особенностях от природных экосистем.
| Site: | Профильное обучение |
| Course: | Биология. 10 класс |
| Book: | *§ 49—1. Понятие агроэкосистемы. Отличительные особенности агроэкосистем от природных экосистем |
| Printed by: | Гость |
| Date: | Saturday, 18 May 2024, 9:07 PM |
Понятие агроэкосистемы
Человек получает достаточно много разных видов продукции от природных экосистем. Тем не менее основным источником средств для удовлетворения его потребностей является сельское хозяйство. Сельскохозяйственная деятельность человека изменяет природные экосистемы. Кроме того, человек способен формировать искусственные экосистемы и поддерживать их существование с целью получения сельскохозяйственной продукции. Эти искусственные экосистемы называются агроэкосистемами.
Агроэкосистемы (от греч. agrós — поле) — искусственные экосистемы, созданные и используемые человеком для получения сельскохозяйственной продукции или отдыха.
Агроэкосистемы занимают примерно 30 % свободной ото льда суши нашей планеты. Из них около 10 % приходится на пахотные земли, почти 20 % занимают пастбища. В Республике Беларусь сельскохозяйственная продукция как товар играет в экономике важную роль. По данным Национального статистического комитета Республики Беларусь, в структуре земельных ресурсов Беларуси на 1 января 2018 г. сельскохозяйственные земли составили 42,3 % территории, леса — 41 %, поверхностные воды, включая болота, — 6,1 %, прочие земли — 10,6 %. В настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека сформировалось большое разнообразие агроэкосистем. Они существенно отличаются по масштабам, структуре и составу видов организмов в зависимости от целей их создания.
Структура агроэкосистемы
Агроэкосистемы являются биосистемами того же уровня организации, что и природные экосистемы. Они включают сообщество и биотоп, которые связаны обменом веществ и энергии.
Сообщество состоит из продуцентов, консументов и редуцентов. Они взаимодействуют за счет трофических связей, благодаря чему осуществляется круговорот веществ. Отличие сообщества агроэкосистемы поля от природного сообщества отмечается на уровне видового состава функциональных групп организмов и их взаимосвязей. Каждая функциональная группа состоит из небольшого количества специфичных видов. Среди продуцентов доминирует культурный вид растений, имеется несколько видов сопутствующих сорняков.
Консументы представлены беспозвоночными, паразитическими грибами и бактериями, питающимися преимущественно культурными растениями. Иногда могут присутствовать мелкие грызуны, некоторые птицы. На пастбищах по численности доминируют виды домашних животных (коровы, лошади, овцы).
Функцию редуцентов выполняют почвенные грибы, дождевые черви, бактерии. Человек постоянно нарушает взаимодействие видов в сообществе, осуществляя различные приемы агротехники.
Отличие агроэкосистем от природных экосистем
Агроэкосистемы существенно отличаются от природных экосистем (см. табл.).
Таблица. Сравнительная характеристика экосистем
|
Критерии сравнения |
Природные экосистемы |
Агроэкосистемы |
|
Происхождение |
Первичные естественные структурные единицы биосферы, образовавшиеся в результате длительной эволюции |
Вторичные искусственные структурные единицы биосферы, созданные человеком |
|
Видовая структура |
Сложные системы с большим видовым разнообразием, в которых, как правило, доминирует несколько видов. Видовая структура формируется под действием факторов среды. Культурные (сельскохозяйственные) растения отсутствуют |
Упрощенные системы с небольшим видовым разнообразием, в которых доминирует, как правило, один культивируемый человеком вид растений или животных. Видовая структура формируется как под действием факторов среды, так и при определяющей роли человека |
|
Устойчивость |
Свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией, благодаря разнообразию трофических связей. Пищевые цепи длинные (3—5 звеньев), а пищевая сеть сложная |
Неустойчивы, без поддержки человека быстро разрушаются. Саморегуляция отсутствует. Пищевые цепи короткие (2—3 звена), пищевая сеть простая |
|
Продуктивность |
Продуктивность определяется количеством поступающей солнечной энергии и степенью замкнутости круговорота веществ |
Продуктивность определяется количеством совокупной энергии (солнечная энергия + энергия, привносимая человеком), поступающей в систему, и зависит от технических и экономических возможностей человека |
|
Круговорот веществ |
Вся чистая первичная продукция используется консументами и редуцентами, вовлекающими ее в полный и замкнутый круговорот веществ |
Основную часть чистой первичной продукции в виде урожая человек изымает для своих потребностей и на корм скоту. Изъятые на уровне продуцентов вещества восполняются на уровне детритных цепей в виде органических (детрит) или минеральных удобрений. Круговорот веществ неполный и незамкнутый |
|
Экологическая безопасность |
Экологически безопасны, не являются источником загрязняющих веществ |
Экологически опасны, являются источником загрязняющих веществ, способны влиять на устойчивость природных экосистем |
Индустриализация сельского хозяйства имеет не только плюсы, но и минусы. Современные агроэкосистемы представляют экологическую опасность для природных экосистем. Применяемые в них химические средства для борьбы с вредителями — пестициды — с помощью воды, воздуха по цепям питания переносятся в природные экосистемы, загрязняя их. Следовательно, нужно расширять применение биологических методов борьбы. Избыточное внесение минеральных и органических удобрений может вызывать загрязнение грунтовых вод и поверхностных водоемов. Сорняки и насекомые-вредители из агроэкосистем способны мигрировать в природные экосистемы и отрицательно влиять на них.
Для того чтобы снизить негативное воздействие агроэкосистем на природное окружение, в Республике Беларусь проводится большая работа по созданию продуктивных, экономичных и экологичных агрокомплексов.
Повторим главное. Агроэкосистемы — искусственные системы, созданные и поддерживаемые человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции или отдыха. Они, как и природные экосистемы, включают сообщество и биотоп, которые связаны обменом веществ и энергии. Агроэкосистемы существенно отличаются от природных по масштабам, структуре и составу видов организмов в зависимости от целей их создания. Отличительными особенностями агроэкосистем по сравнению с природными экосистемами являются: небольшое видовое разнообразие, доминирование видов культурных растений или домашних животных, низкая устойчивость, неспособность к саморегуляции, неполный и незамкнутый круговорот веществ, наличие дополнительного источника энергии, высокая биологическая продуктивность.
Проверим знания
Ключевые вопросы
1. Сравните агроэкосистемы и природные экосистемы по видовой структуре. В чем их различие?
2. Укажите, какие из перечисленных ниже объектов являются агроэкосистемами: океан, огород, степь, озеро, парк, альпийский луг, яблоневый сад, тропический лес, пшеничное поле.
3. Почему в агроэкосистемах круговорот веществ неполный и незамкнутый? Приведите доказательства.
Сложные вопросы
1. Почему агроэкосистемы неустойчивы и быстро разрушаются без поддержки человека? Объясните с экологической точки зрения.
2. В чем заключается экологическая опасность агроэкосистем? Приведите доказательства.
3. Во многих районах с интенсивным земледелием в почве исчезли дождевые черви. Как вы думаете, почему это произошло и отразится ли это на плодородии почвы? Ответ обоснуйте.
Индивидуальное домашнее задание. Проведите сравнительный анализ экологических характеристик любой природной экосистемы и агроэкосистемы, расположенных в вашей местности. Сделайте вывод, в чем их сходство, а по каким экологическим критериям они различаются.